DE2543663A1 - BURST PROTECTION ARRANGEMENT FOR MAJORLY CYLINDRICAL DESIGNED STEAM GENERATORS, PREFERABLY FROM PRESSURE WATER NUCLEAR POWER PLANTS - Google Patents

BURST PROTECTION ARRANGEMENT FOR MAJORLY CYLINDRICAL DESIGNED STEAM GENERATORS, PREFERABLY FROM PRESSURE WATER NUCLEAR POWER PLANTS

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DE2543663A1 DE19752543663 DE2543663A DE2543663A1 DE 2543663 A1 DE2543663 A1 DE 2543663A1 DE 19752543663 DE19752543663 DE 19752543663 DE 2543663 A DE2543663 A DE 2543663A DE 2543663 A1 DE2543663 A1 DE 2543663A1
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Description

KRAFTWERK UNION AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen:KRAFTWERK UNION AKTIENGESELLSCHAFT Our mark:

M VPA 75 P 8 5 2 6 BROM VPA 75 P 8 5 2 6 BRO

Berstschutzanordnung für im wesentlichen zylindrisch gestaltete Dampferzeuger, vorzugsweise von Druckwasserke rnkra ftwe rke ηBurst protection arrangement for essentially cylindrical designed steam generator, preferably from Druckwasserke rnkra ftwe rke η

Die Erfindung bezieht sich auf eine Berstschutz-Anordnung für im wesentlichen zylindrisch gestaltete Dampferzeuger, vorzugsweise von Druckwasserkernkraftwerken, mit einer den Dampferzeuger umgebenden Berstschutzhülle mit Boden, Deckel und Mantel aus zug- und druckfestem Material, insbesondere Stahl, wobei Boden, Deckel und Mantel mittels axial belastbarer Verbindungsmittel miteinander verbunden sind und der Mantel aus Zylinderschüssen besteht.The invention relates to a burst protection arrangement for substantially cylindrical steam generator, preferably from pressurized water nuclear power plants, with a steam generator surrounding burst protection cover with base, cover and jacket made of tensile and pressure-resistant material, in particular steel, whereby The base, cover and jacket are connected to one another by means of axially loadable connecting means, and the jacket is made up of cylinder sections consists.

Eine solche Anordnung ist durch die DT-OS 2 258 226 bekannt. Sie hat die Aufgabe, bei einem Bruch des Dampferzeugers eine Beschädigung des Containments und sicherheitstechnisch .relevanter Einrichtungen zu verhindern. Insbesondere ist beim bekannten Dampferzeuger-Berstschutz die Anordnung so getroffen, daß zwischen der äußeren Berstschutzhülle und dem Dampferzeuger eine den Dampferzeuger im Mantelbereich umhüllende Zwischenschicht aus druckfestem, wärmeisolierendem Material, vorzugsweise in Form von Isolierbeton-Segmenten, vorgesehen ist. Eine solche Isolierschicht ist zur gleichmäßigen Krafteinleitung und ferner deshalb zweckmäßig, damit die äußere Berstschutzumhüllung auf einem niedrigeren Temperaturniveau liegt als der Dampferzeuger. Diese Anordnung wirkt so, daß im Falle eines Rundrisses des Dampferzeugers Boden und Deckel durch Axialspannelemente zusammengehalten werden, die im normalen Betrieb nicht oder nur schwach vorgespannt sind. Hierbei wird der Deckel, der als plattenförmiger Körper ausgebildet ist, im wesentlichen auf Zug beansprucht, abgesehen von seinem Randbereich, wo die Axialspannelemente verankert sind.Such an arrangement is known from DT-OS 2 258 226. Its job is to provide a break in the steam generator Damage to the containment and more relevant in terms of safety Prevent facilities. In particular, in the known steam generator burst protection, the arrangement is made so that between the outer burst protection cover and the steam generator an intermediate layer enveloping the steam generator in the jacket area made of pressure-resistant, heat-insulating material, preferably in the form of insulating concrete segments, is provided. Such The insulating layer is useful for the uniform application of force and therefore also useful for the outer burst protection covering a lower temperature level than the steam generator. This arrangement works so that in the event of a round crack of the Steam generator bottom and cover are held together by axial clamping elements, which are not or only during normal operation are weakly biased. Here, the cover, which is designed as a plate-shaped body, is essentially open Train claimed, apart from its edge area where the axial tensioning elements are anchored.

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Die Erfindung geht von der Überlegung aus, daß die Beanspruchungsverhältnisse bei einem solchen Deckel sich günstiger gestalten lassen, derart, daß sowohl eine Materialeinsparung erzielt werden kann, als auch eine Teilbarkeit des Deckels ermöglicht ist, was montagetechnisch von Vorteil ist. Der Erfindung liegt mithin die Aufgabe zugrunde, einen in leichterer Bauweise herstellbaren Berstschutzdeckel zu schaffen, der auch hinsichtlich einer leichten Montier- und Demontierbarkeit verbessert ist.The invention is based on the consideration that the stress conditions with such a cover can be made cheaper, so that both a material saving can be achieved, and a divisibility of the cover is made possible, which is advantageous in terms of assembly. The invention is therefore based on the task of creating a burst protection cover which can be manufactured in a lighter construction and which also with regard to an easy assembly and disassembly is improved.

Diese Aufgabe wird bei einer Berstschutz-Anordnung der eingangs näher erläuterten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Deckel aus einer nach innen gewölbten, geteilten Kugelschale und einem ungeteilten Stützring besteht, daß sich die Kugelschale als separates Bauteil mit ihrer Außenrandfläche an einer Innenringfläche des Stützringes abstützt und daß der Stützring mittels der axial belastbaren Verbindungsmittel in den Verband aus Boden, Deckel und Mantel einbezogen ist. Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile sind vor allem darin zu sehen, daß der Deckel als nach innen gewölbte Kugelschale im Berstfalle nur auf Druck beansprucht wird, was einen Sicherheitsgewinn bedeutet, wobei der Stützring so ausgebildet und dimensioniert werden kann, daß er die im Berstfalle auftretenden Axial- und vor allem die Radialkräfte, die von der Kugelschale ausgehen, sicher abfängt. Durch die Teilung des oberen Deckels ist es möglich, die vom Dampferzeuger austretende Frischdampfleitung so wie bei bisherigen Dampferzeugern auch zentrisch wegzuführen. Die zur Wiederholungsprüfung des Dampferzeugers notwendige Demontage des Deckels kann nämlich infolge der geteilten Ausführung auch bei zentrischer Frischdampfleitung leicht durchgeführt werden. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht bei einem Dampferzeuger, bei dem die Frischdampf-Rohrleitung zentral aus seiner Gehäusedeckfläche herausgeführt ist, demgemäß darin, daß die Teilfugen des Deckels durch die Rohrleitungsachse gelegt sind und die Schalenteile des Deckels die Rohrleitung mit sektorförmigen Aussparungen ihres Innenumfanges umgreifen. Bevorzugt ist die Kugelschale in zwei Schalenhälften geteilt, da eine solche Teilung bereits die erforderliche montagemäßige Erleichterung mit sich bringt, wobei das Deckelgewölbe stark genug bleibt.This object is achieved according to the invention in a burst protection arrangement of the type explained in more detail at the outset in that the Lid consists of an inwardly curved, divided spherical shell and an undivided support ring that the spherical shell as a separate component with its outer edge surface on an inner ring surface of the support ring and that the support ring by means of the axially loadable connecting means in the association of soil, Lid and jacket is included. The advantages achieved by the invention are mainly to be seen in the fact that the lid as inwardly curved spherical shell is only subjected to pressure in the event of a burst, which means a gain in safety Support ring can be designed and dimensioned in such a way that it absorbs the axial and, above all, radial forces that occur in the event of a burst, which emanate from the spherical shell, safely intercepts. By dividing the upper lid, it is possible to use the steam generator Exiting live steam line should also be carried away centrally, as with previous steam generators. The repeat test of the steam generator necessary dismantling of the lid can namely due to the split design even with centric Main steam line can be easily carried out. A preferred embodiment of the invention consists in a steam generator, in which the live steam pipeline emerges centrally from its housing cover surface is led out, accordingly in the fact that the buttocks of the cover are placed through the pipe axis and the Shell parts of the cover encompass the pipeline with sector-shaped recesses on its inner circumference. Is preferred The spherical shell is divided into two shell halves, since such a division already facilitates the assembly required brings itself, whereby the lid vault remains strong enough.

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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung besteht der Stützring aus einem Innenringteil, der zur Aufnahme der Vertikalkomponente der Deckelkraft und zur Einleitung dieser Kraft in den Verband aus Boden, Deckel und Mantel dient, sowie aus einem Außenringteil, welcher zur Aufnahme der radialen Komponente der Deckelkraft (Sprengkraft) dient und mehrlagig ausgebildet ist. Hierbei wird also der Vorteil der Druckbeanspruchung des Deckels noch kombiniert mit der Zugbeanspruchung mehrlagig ausgeführter Teile, was vom sicherheitstechnischen Standpunkt vorteilhaft ist, da hierdurch ein abweichendes Materialverhalten in Bezug auf den Dampferzeuger, der ja ein auf Zug beanspruchtes dickwandiges Gefäß ist, erzielt wird.According to a further development of the invention, the support ring consists of an inner ring part which is used to hold the vertical component the lid force and to introduce this force into the association of the base, lid and jacket, as well as from one Outer ring part, which is used to absorb the radial component of the cover force (explosive force) and is designed in multiple layers. In this case, the advantage of the compressive stress on the cover is also combined with the tensile stress in a multi-layered manner Parts, which is advantageous from a safety point of view, as this results in a different material behavior in relation to the Steam generator, which is a thick-walled vessel subject to tensile stress is achieved.

Im folgenden werden anhand der Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben und ihre Wirkungsweise erläutert. Es zeigen:In the following, exemplary embodiments of the invention are described with reference to the drawings and their mode of operation is explained. Show it:

Fig. 1 schematisch im Aufriß einen durch Umrisse angedeuteten Dampferzeuger mit einer Berstschutz-Anordnung nach der Erfindung und Axialspannelementen als Verbindungsmittel;Fig. 1 is a schematic elevation of a steam generator indicated by outlines with a burst protection arrangement according to the Invention and axial tensioning elements as connecting means;

Fig. 2 die Draufsicht auf die Anordnung nach Fig. 1; Fig. 3a die Einzelheit χ aus Fig. 1 in einer abgewandelten Ausführungsform mit einem geschweißten und verrippten Stützring und einer auf dessen Außenumfang aufgebrachten Blechbandage;FIG. 2 shows the plan view of the arrangement according to FIG. 1; Fig. 3a the detail χ from Fig. 1 in a modified embodiment with a welded and ribbed Support ring and a sheet metal bandage applied to its outer circumference;

Fig. 3b den zum Aufriß der Fig. 3a gehörigen Grundriß; Fig. 4a gleichfalls die Einzelheit χ nach Fig. 1 in einer weiteren Ausführungsform mit auf den Stützring aufgeschrumpften Ringen;FIG. 3b shows the plan view belonging to the front elevation of FIG. 3a; FIG. 4a likewise shows the detail χ according to FIG. 1 in a further embodiment with shrunk onto the support ring Wrestling;

Fig. 4-b den zugehörigen Grundriß;Fig. 4-b shows the associated plan;

Fig. 5 die Einzelheit Y aus Fig. 1, d.h. den Eingriff der Kugelschalenhälften im Teilfugenbereich, undFig. 5 shows the detail Y from Fig. 1, i.e. the engagement of the Spherical shell halves in the butt joint area, and

,Fig. 6 ein viertes Ausführungsbeispiel mit einem aus Zylinderschüssen zusammengeschweißten Berstschutzmantel im Ausschnitt. , Fig. 6 shows a fourth exemplary embodiment with one of cylinder sections Burst protection jacket welded together in the neckline.

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Die in Pig. 1 dargestellte Berstschutz-Anordnung ist für einen im wesentlichen zylindrisch gestalteten Dampferzeuger 1 vorgesehen. Dieser ist vorzugsweise ein Dampferzeuger, der im Primärkreis eines Druckwasserkernkraftwerkes liegt, dessen übrige Primärkreiskomponenten, wie Reaktor, Hauptkühlmittelpumpen und Primärkühlmittelleitungen ebenfalls berstgesichert sind, damit bei dem größten anzunehmenden Unfall (GAU), dem Bruch einer Hauptkühlmittelleitung, der Riß sich nicht erweitern kann und damit der Durchströmquerschnitt begrenzt ist und auch keine Bruchstücke in das Containment geschossen werden können. Pur den Dampferzeuger 1 bedeutet dies, daß bei einem (wenn auch sehr unwahrscheintlichen)Bruch Bruchstücke, die eventuell die Stahlhülle 1a des Dampferzeugers durchschlagen, nicht durch den Berstschutz hindurchgelangen können, so daß also die Freisetzung radioaktiver Spaltprodukte vermieden ist. Im vorliegenden Fall handelt es sich um einen Dampferzeuger 1, der mit der schematisch bei 2 angedeuteten Hauptkühlmittelpumpe baulich vereinigt ist; der Pumpenmotor ist mit 3» die Wellendurchführung der Pumpe mit 2a bezeichnet. Im übrigen sind noch angedeutet eine Eintrittskamraer 2.1 für das Primärmedium, ein Pumpensaugraum 2,2 und ein Pumpendruckraum bzw. eine Austrittskammer 2.3. Die Kammern sind durch entsprechende Trennwände 2.4 strömungsmäßig voneinander getrennt. Schließlich ist bei 1.1 noch der Rohrboden und bei 1.2 das U-Rohrbündel des Dampferzeugers angedeutet; die Primärkühlmittel-Zu- und -abströmleitungen sind nicht dargestellt, dagegen die Frischdampfleitung 1.3, auf die später noch eingegangen wird.The one in Pig. The burst protection arrangement shown in FIG. 1 is provided for an essentially cylindrical steam generator 1. This is preferably a steam generator that is located in the primary circuit of a pressurized water nuclear power plant, the rest of which Primary circuit components such as the reactor, main coolant pumps and primary coolant lines are also protected against bursting, thus in the worst possible accident (GAU), the break a main coolant line, the crack cannot expand and thus the flow cross-section is limited and also none Fragments can be shot into the containment. Purely for the steam generator 1, this means that in the event of a (albeit very unlikely) break Fragments that might penetrate the steel shell 1a of the steam generator, not through the burst protection can get through, so that the release of radioactive fission products is avoided. In the present case it is around a steam generator 1, which is indicated schematically at 2 with the Main coolant pump is structurally combined; the pump motor is labeled 3 »the shaft feed-through of the pump is labeled 2a. In addition, an inlet chamber 2.1 for the primary medium, a pump suction chamber 2.2 and a pump pressure chamber are also indicated or an outlet chamber 2.3. The chambers are separated from one another in terms of flow by corresponding partition walls 2.4. Finally, the tube sheet is indicated at 1.1 and the U-tube bundle of the steam generator is indicated at 1.2; the primary coolant supply and outflow lines are not shown, but the live steam line 1.3, which will be discussed later.

Die allgemein mit BS bezeichnete Berstschutzhülle besteht im Prinzip aus Boden B, Deckel D und Mantel M aus zug- und druckfestem Material, im dargestellten Beispiel aus Stahl. Boden, Deckel und Mantel B, D, M sind mittels über den Umfang des Mantels M verteilter, als Spannkabel 5 ausgebildeter Axialspannelemente miteinander verbunden. Die Spannkabel 5 weisen an ihren Enden jeweils einen Gewindeschaft 5.1 auf (vgl. z.B. Fig. 3a), auf den Spannmuttern 5.2 aufgeschraubt sind. Der Berstschutzmantel M ist in einzelne Zylinderschüsse bzw. Ringe 4 unterteilt, die, wie dargestellt, axial aneinandergereiht sind zum Berstschutzmantel M, wobei dieser zusammen mit dem Boden B und dem Deckel D nach Montage der Spannkabel 5 die äußereThe burst protection cover, generally designated BS, consists of the Principle of base B, cover D and jacket M made of tensile and pressure-resistant material, in the example shown made of steel. Floor, Cover and jacket B, D, M are by means of axial tensioning elements distributed over the circumference of jacket M and designed as tensioning cables 5 connected with each other. The tension cables 5 each have a threaded shaft 5.1 at their ends (cf. e.g. Fig. 3a), are screwed onto the clamping nuts 5.2. The burst protection jacket M is made up of individual cylinder sections or rings 4 divided, which, as shown, are axially strung together to form the burst protection jacket M, this together with the Bottom B and the cover D after assembly of the tension cables 5 the outer

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Berstschutzhülle ergibt. Zwischen der Außenhaut 1a des Dampferzeugers 1 und dem Mantel M sowie dem Deckel D sind Segmente aus druckfestemi wärmeisolierendem Material, im Ausführungsbeispiel sogenanntem Leca-Beton, eingefügt, welche im Berstfalle die auf sie ausgeübten Druckkräfte auf den Mantel M und den Deckel D übertragen. Die Unterteilung des Mantels M in Schüsse und der isolierenden Zwischenschicht in Segmente 6 ist zweckmäßig, da hierdurch die Montage und Demontage der Berstschutzhülle BS erleichtert ist, derart, daß von unten nach oben fortschreitend die einzelnen Schüsse und Isoliersegmente aufeinandergestapelt werden können und auch für Wiederholungsprüfung eine Zugänglichkeit zum Dampferzeuger gegeben ist. Um die freie Wärmedehnung des Dampferzeugers 1 zu gewährleisten, ist es zweckmäßig, die Spannkabel 5 nicht oder nur leicht vorgespannt zu verwenden, so daß nur im Berstfalle ihre Beanspruchung auftritt.Burst protection shell results. Between the outer skin 1a of the steam generator 1 and the jacket M and the cover D are segments made of Druckfestemi heat-insulating material, in the exemplary embodiment so-called Leca concrete, inserted, which in the event of a burst, the compressive forces exerted on them on the jacket M and the Transfer cover D. The division of the jacket M into sections and the insulating intermediate layer into segments 6 is useful, since this facilitates the assembly and disassembly of the anti-burst cover BS, in such a way that it progresses from bottom to top the individual sections and insulating segments can be stacked on top of one another and also for repeat testing There is access to the steam generator. In order to ensure the free thermal expansion of the steam generator 1, it is useful to not to use the tensioning cables 5 or only slightly pre-tensioned, so that their stress occurs only in the event of a burst.

Erfindungsgemäß besteht nun der Deckel D aus einer nach innen gewölbten geteilten Kugelschale und einem ungeteilten Stützring 7, wobei sich die Kugelschale 8 als separates Bauteil mit ihrer entsprechend ihrer Konkav-Wölbung geneigten Außenrandflache 8.1 an einer dementsprechend geneigten Innenringflache 7.1 des Stützringes 7 abstützt (vgl. Fig. 3a). Der Stützring 7 ist, wie man aus Fig. 1 sieht, in den Verband der Spannelemente 5 einbezogen, d.h. er dient als oberes Spannlager, wogegen der Boden B das untere Spannlager bildet. In bevorzugter Ausführung ist die Kugelschale 8 zweigeteilt, so daß gemäß Fig. 2 zwei gleiche Schalenhälften 8a, 8b gebildet sind. Dies ist von besonderem Vorteil für einen Dampferzeuger, bei dem die Frischdampf-Eohrleitung 1.3, vgl. Fig. 1 und 2, zentral aus seiner Gehäusedeckfläche herausgeführt ist. Legt man nämlich die Teilfugen der Kugelschale 8 so, daß ihre Verlängerung die Rohrleitungsachse 1.3' schneidet und läßt man die Schalenteile 8a, 8b die Eohrleitung 1.3 mit sektorförmigen Aussparungen 8.3 ihres Innenumfanges umgreifen, so ist eine leichte Montage und Demontage des Deckels D möglich, ohne daß auf die Zentrizität der Frischdampfleitung 1.3 verzichtet werden müßte. Das Abnehmen des Deckels D geschieht hierbei in der Weise, daß nach Entfernen der Spannkabel 5 der Stützring 7 angehoben und soweit als möglich seitlich verschoben wird. Nun kann die eine Deckelhälfte 8aAccording to the invention, the cover D now consists of an inwardly curved, divided spherical shell and an undivided support ring 7, the spherical shell 8 being a separate component with its outer edge surface inclined in accordance with its concave curvature 8.1 on a correspondingly inclined inner ring surface 7.1 of the support ring 7 is supported (see. Fig. 3a). The support ring 7 is, as can be seen from Fig. 1, in the association of the tensioning elements 5 included, i.e. it serves as the upper radial insert ball bearing, whereas the bottom B forms the lower radial insert ball bearing. In a preferred version the spherical shell 8 is divided into two parts, so that, as shown in FIG. 2, two identical shell halves 8a, 8b are formed. This is special Advantage for a steam generator in which the main steam pipe 1.3, see FIGS. 1 and 2, is led out centrally from its housing cover surface. Namely, if you lay the butt joints the spherical shell 8 so that its extension intersects the pipe axis 1.3 'and the shell parts 8a, 8b are left Eohrleitung 1.3 with sector-shaped cutouts 8.3 of its inner circumference reach around, an easy assembly and disassembly of the cover D is possible without affecting the centricity of the main steam line 1.3 would have to be waived. The removal of the cover D is done in such a way that after removal the tensioning cable 5 of the support ring 7 raised and as far as possible is shifted sideways. Now one cover half 8a

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bzw. 8b seitlich weggenommen werden. Anschließend wird der S-fcützring 7 nach, der anderen Seite verschoben und die zweite Deckelhälfte 8b bzw. 8a weggenommen. Schließlich wird der Stützring 7 wieder auf den Mantel M abgesetzt. Dieser Mantel M wird auch als Splitterschutzzylinder bezeichnet, wenn auch seine Punktion dadurch nicht erschöpft ist, da er bei einem (sehr unwahrscheinlichen) Längs- oder Rundriß des Dampferzeugers 1 die radialen Kräfte abfangen muß, wogegen die axiale Beanspruchung über Boden B und Deckel D von den Spannkabeln 5 aufgenommen wird. Der Boden B und der Stützring 7 sind deshalb mit entsprechend bemessenen tragenden Querschnitten zu versehen.or 8b can be removed laterally. Then the S-fcützring 7 is moved to the other side and the second cover half 8b or 8a removed. Finally, the support ring 7 is placed on the jacket M again. This jacket M is also referred to as a splinter protection cylinder, even if its puncture is not exhausted because it has to absorb the radial forces in the event of a (very unlikely) longitudinal or circular crack in the steam generator 1 , whereas the axial stress on the base B and cover D of the tension cables 5 is added. The bottom B and the support ring 7 are therefore to be provided with correspondingly dimensioned load-bearing cross-sections.

Pur den Stützring 7' läßt sich der tragende Querschnitt vorteilhaft gemäß !Figuren 3a, 3b aufteilen, wo gezeigt ist, daß der Stützring 71 aus einem Innenringteil 7.2 und einem Außenringteil 7.3 besteht. Wie das schematisch angedeutete Kräftediagramm zeigt, kann man die von der Kugelschale 8 im Palle ihrer Druckbeanspruchung auf die Gegenfläche 7-1 ausgeübte Auflagerkraft P, zerlegen in eine axiale Kraftkomponente PQ Pur the support ring 7 'can be the load-bearing cross-section is advantageous according to! 3a, 3b split, where it is shown that the support ring 7 1 of an inner ring and an outer ring part 7.2 part is 7.3. As the schematically indicated force diagram shows, the bearing force P exerted by the spherical shell 8 in the area of its compressive stress on the mating surface 7-1 can be broken down into an axial force component P Q

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und eine radiale Kraftkomponente P . Der Innenringteil 7.2 dient zur Aufnahme dieser axialen bzw. vertikalen Komponente P und leitet diese in die Axialspannelemente 5.1 ein. Dieand a radial force component P. The inner ring part 7.2 serves to accommodate this axial or vertical component P and introduces this into the axial clamping elements 5.1. the

radiale Kraftkomponente P wird vom Innenringteil 7.2. auf den Außenringteil 7.3 übertragen, welch letzterer demnach auf Zug beansprucht wird, wogegen die Beanspruchung des Innenringteils 7.2 eine Druckbeanspruchung ist. Der Außenringteil 7.3 ist hierzu vorteilhafterweise durch eine Blechwirkung gebildet, die auf den Außenumfang 7.4 des Innenringteils 7.2 aufgebracht ist» Das Aufbringen kann lagenweise geschehen unter Vorwärmung} es kann jedoch auch die Blechwicklung als Ganzes separat fertiggestellt und dann unter Vorwärmung auf den Innenringteil 7.2 geschrumpft werden. Wie es Fig. 3a, 3b weiter zeigen, ist der Innenringteil 7.2 als verrippte Schweißkonstruktion ausgeführt. Er weist einen stirnseitigen Plachringkörper 7.5 mit Bohrungen 10 zur Verankerung der Spannelemente 5 auf, ferner einen Kranz axial-radial verlaufender Stützrippen 7.6, die in den Umfangszwischenräumen 10' zwischen den Verankerungsstellen 10 der Axialspannelemente angeordnet sind. Schließlich weist der Innenringteil 7.2 mit den Rippen 7.6 verbundene Anlageringteile 7.7radial force component P is from the inner ring part 7.2. on the Outer ring part 7.3 transferred, which the latter is accordingly subjected to train, whereas the stress on the inner ring part 7.2 is a compressive stress. The outer ring part 7.3 is for this purpose advantageously formed by a sheet metal effect that on the outer circumference 7.4 of the inner ring part 7.2 is applied »The application can be done in layers with preheating} es however, the sheet metal winding as a whole can also be completed separately and then, with preheating, on the inner ring part 7.2 be shrunk. As Fig. 3a, 3b further show, the inner ring part 7.2 is designed as a ribbed welded construction. It has an end-face flat ring body 7.5 with bores 10 for anchoring the clamping elements 5, and also a wreath axially-radially extending support ribs 7.6, which are in the circumferential spaces 10 'are arranged between the anchoring points 10 of the axial tensioning elements. Finally, the inner ring part 7.2 Attachment ring parts connected to the ribs 7.6. 7.7

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- r- to - r- to

und 7.8 auf, wobei der Anlageringteil 7.8 eine um den Winkel Φ Ä#60° geneigte Kegelfläche 7.1 zur Anlage der entsprechend geneigten Gegenfläche 8.1 der Kugelschale bildet. Abhängig von der Wölbung der Kugelschale 8 kann der Neigungswinkel der Anlageflächen 7.1, 8.1 nach oben oder unten differieren, insbesondere beträgt er zwischen 40 und 60° für praktische Ausführungen, wobei man durch die Bemessungen die Größe der axialen und radialen Kraftkomponenten und damit die Bemessung des Innen- und Außenringteils bestimmen kann. Der Anlageringteil 7.8 ist mit den einzelnen Rippen 7.6 verschweißt und ist aufgrund seiner dargestellten etwa doppeltrapezförmigen Gestalt in der Lage, die Kraftkomponenten in den Rippenkranz einzuleiten, wobei die TJmfangsflache al, die Stirnfläche a3 und die geneigte Fläche a2 für einen guten Kraftschluß sorgen. Der Anlageringteil 7.7 ist auf den Außenumfang des Rippenkranzes 7.6 aufgesetzt und mit letzterem verschweißt und bildet zusammen mit dem Flachringkörper 7.5 einen fluchtenden zylindrischen Abschluß zum Aufbringen der Blechwicklung 9. Der unter Zwischenschaltung eines Beilagringes 4.2 auf den obersten Zylinderschuß 4 aufgelegte Paßring 4.1 sorgt für eine flächige und damit von örtlichen Spannungsspitzen freie Auflage der Kugelschale 8 an seiner der Wölbung letzterer angepaßten Kegelfläche 4.3.and 7.8, the contact ring part 7.8 forming a conical surface 7.1 inclined by the angle Φ Ä # 60 ° for the contact with the correspondingly inclined counter surface 8.1 of the spherical shell. Depending on the curvature of the spherical shell 8, the angle of inclination of the contact surfaces 7.1, 8.1 can differ upwards or downwards, in particular it is between 40 and 60 ° for practical designs, the dimensions of the axial and radial force components and thus the dimensioning of the Inner and outer ring part can determine. The abutment ring part 7.8 is welded to the individual ribs 7.6 and, due to its approximately double trapezoidal shape, is able to introduce the force components into the ring of ribs, the TJmfangsflache al, the end face a3 and the inclined surface a2 ensure a good frictional connection. The bearing ring part 7.7 is placed on the outer circumference of the rib ring 7.6 and welded to the latter and, together with the flat ring body 7.5, forms an aligned cylindrical closure for applying the sheet metal winding 9. The fitting ring 4.1 placed on the topmost cylinder section 4 with the interposition of a shim ring 4.2 ensures a flat fitting ring 4.1 and thus support of the spherical shell 8 free of local stress peaks on its conical surface 4.3, which is adapted to the curvature of the latter.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4a, 4b sind auf den Innenringteil 7.2 Schrumpfringe 11 aufgeschrumpft. Im dargestellten Falle sind es vier Schrumpfringlagen, welche nach dem Aufschrumpfen auf den Innenringteil 7.2 in ihrer Lage unverrückbar durch Anschrauben der stirnseitigen Flachringkörper 7.5 und einer weiteren unteren Ringplatte 7.8 festgelegt sind. Axialkanäle 12 am Außenumfang des Innenringteils 7.2 dienen zum Hindurchführen der Spannkabel. Die Kanäle' 12 sind im dargestellten Fall als gefräste Nuten ausgeführt. Im übrigen sind funktionsmäßig gleiche Teile zu Figuren 3a, 3b auch mit den gleichen Bezugszeichen versehen.In the embodiment of Fig. 4a, 4b are on the inner ring part 7.2 Shrink rings 11 shrunk on. In the illustrated Case there are four shrink ring layers, which after shrinking on the inner ring part 7.2 immovable in their position by screwing on the end-face flat ring body 7.5 and another lower ring plate 7.8 are set. Axial channels 12 on the outer circumference of the inner ring part 7.2 are used for leading through the tension cables. The channels' 12 are in shown case executed as milled grooves. Otherwise, parts that are functionally identical to FIGS. 3a, 3b are also included are given the same reference numerals.

Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß die Isolierbetonkörper 6 nicht nur im Mantelbereich, sondern auch im Deckelbereich als Zwischenlage dienen, so daß sie hier für eine gleichmäßige Krafteinleitung in die Kugelschale 8 und damit in den Deckel DFrom Fig. 1 it can be seen that the insulating concrete body 6 not only in the jacket area, but also in the cover area as Serve intermediate layer so that they are here for a uniform introduction of force into the spherical shell 8 and thus into the cover D.

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sorgen. Pig. 1 in Verbindung mit Pig. 2 zeigt ferner, daß es zweckmäßig sein kann, den Innenumfang der Kugelschale 8 mit zwei Halbsehalenteilen 13a, 13b auszufüttern, deren Teilfuge vorzugsweise um 90° gegenüber der Teilfuge der Kugelschale 8 versetzt sind, so daß die Prischdampfleitung 1.3 von Kräften der Kugelschale 8 freigehalten werden kann. Die beiden Kugelschalenhälften 8a, 8b greifen im Teilfugenbereich gemäß Pig. 5 mit trapezförmiger Nut 8.5 und Peder 8.4 ineinander unter Belastung von Spalten s für die Wärmedehnung, so daß sie eindeutig zueinander fixiert werden. Wenn auch die dargestellte Zweiteilung der Kugelschale 8 besonders vorteilhaft ist, so wäre auch eine Aufteilung in drei oder mehr gleich große Sektoren möglich, wobei aber zu beachten ist, daß eine Aufteilung in zu viele Sektoren eine Schwächung des Gewölbes mit sich bringt, dieses deshalb stärker dimensioniert werden müßte.care for. Pig. 1 in conjunction with Pig. 2 also shows that it may be useful to line the inner circumference of the spherical shell 8 with two half-neck parts 13a, 13b, their parting line are preferably offset by 90 ° with respect to the parting line of the spherical shell 8, so that the Prischdampfleitung 1.3 of forces the spherical shell 8 can be kept free. The two spherical shell halves 8a, 8b grip in the parting joint area according to Pig. 5 with trapezoidal groove 8.5 and peder 8.4 into each other under load of columns s for the thermal expansion, so that they can be clearly fixed to each other. Even if the illustrated division of the spherical shell 8 into two parts is particularly advantageous is, then a division into three or more equally sized sectors would be possible, but it should be noted that a division causes a weakening of the vault in too many sectors, this would therefore have to be dimensioned more heavily.

Beim Ausführungsbeispiel nach Pig. 6 sind die axial belastbaren Verbindungsmittel von Rundschweißnähten 14 gebildet, mittels welcher die ZylinderSchüsse 4 des Mantels M untereinander sowie der obere Endrohrschuß 4.0 mit dem Stützring 71" des Deckels D verschweißt sind. Im übrigen tragen zu den vorherigen Figuren entsprechende Teile auch die gleichen Bezugszeichen. Der untere Endrohrschuß 4.4 des Mantels M ist mit dem Boden B gleichfalls durch eine Schweißung 15 verbunden, und zwar sind hier im Querschnitt V-förmige Rundschweißnähte 15a und 15b wegen der Stärke des Bodens B vorgesehen, die lagenweise durch unter Pulverschweißung o.dgl. hergestellt werden können, damit eine metallurgisch einwandfreie Vecbincturg zwischen Berstschutzmantel M und Berstschutzboden B erzielt wird. Es ist nur die linke Hälfte des Axialschnittes in Pig· 6 dargestellt, wobei sich versteht, daß die Anordnung im wesentlichen spiegelsymmetrisch ist. Die Schalenteile 8a, 8b (der Teil 8b ist in Pig. 6 nicht ersichtlich) des Deckels D sind mittels eines Scherringes 16 am Stützring 7t!t abgestützt gehalten, wobei der Scherring 16 in einer Ringnut am Innenumfang des Stützringes 7ni sitzt und die Schalenteile 8a, 8b mit einer planen achsnormalen Ringzone 18 an der überstehenden Scherring-Gegenfläche 17.1 anliegen. Die Hontage der Berstschutzhülle B, M, D geschieht wiederum von unten, wobei die einzelnen Zylinderschüsse 4 sukzessive miteinander verschweißtIn the Pig. 6, the axially loadable connecting means are formed by circular weld seams 14, by means of which the cylinder sections 4 of the jacket M are welded to one another and the upper end pipe section 4.0 is welded to the support ring 7 1 "of the cover D. Otherwise, parts corresponding to the previous figures also have the same reference numerals The lower end pipe section 4.4 of the jacket M is also connected to the base B by a weld 15, namely here in cross-section V-shaped circular welds 15a and 15b are provided because of the thickness of the base B, which are layered by powder welding or the like. can be produced so that a metallurgically perfect connection is achieved between the anti-burst jacket M and the anti-burst base B. Only the left half of the axial section is shown in Figure 6, it being understood that the arrangement is essentially mirror-symmetrical. The shell parts 8a, 8b ( the part 8b cannot be seen in Pig. 6) of the cover D are by means of e A shear ring 16 is held supported on the support ring 7 t! t , the shear ring 16 sitting in an annular groove on the inner circumference of the support ring 7 ni and the shell parts 8a, 8b rest with a planar, axially normal ring zone 18 on the protruding shear ring counter surface 17.1. The burst protection cover B, M, D is again assembled from below, the individual cylinder sections 4 being successively welded to one another

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werden unter Einfügen der Isolierbeton-Segmente 6. Ist schließlich, der Stützring 7"' angeschweißt, so kann der Schalenteil des Deckels D in Stellung gebracht werden und in seiner Stellung durch Einfügen des Scherringes 16 fixiert werden. Hierbei kann es vorteilhaft sein, wenn der Scherring in einer bei der Wickelkopfhalterung von Turbogeneratoren an sich bekannten Weise als offener, zwecks Einfügens in seinem Durchmesser verkleinerbarer Ring ausgeführt ist, wobei dieser Ring durch Lösen eines Spannwerkzeuges (nicht dargestellt) auffedert und in die Ringnut 17 einspreizbar ist.are inserted by inserting the insulating concrete segments 6. Finally, the support ring 7 '' 'welded on, the shell part of the cover D can be brought into position and in its position be fixed by inserting the shear ring 16. It can be advantageous here if the shear ring is in one of the end winding brackets of turbo-generators known per se as an open, for the purpose of inserting, its diameter can be reduced Ring is designed, this ring springing open by loosening a clamping tool (not shown) and into the annular groove 17 is spreadable.

13 Patentansprüche
6 Figuren
13 claims
6 figures

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ί-eerse if e ί-eerse if e

Claims (13)

PatentansprücheClaims 1.) Berstschutz-Anordnung für im wesentlichen zylindrisch gestaltete Dampferzeuger, vorzugsweise von Druckwasserkernkraftwerken, mit einer den Dampferzeuger umgebenden Berstschutzhülle mit Boden, Deckel und Mantel aus zug- und druckfestem Material, insbesondere Stahl, wobei Boden, Deckel und Mantel mittels axial belastbarer Verbindungsmittel miteinander verbunden sind und der Mantel aus Zylinderschüssen besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel aus einer nach innen gewölbten, geteilten Kugelschale und einem ungeteilten Stützring besteht, daß sich die Kugelschale als separates Bauteil mit ihrer Außenrandfläche an einer Innenringfläche des Stützringes abstützt und daß der Stützring mittels der axial belastbaren Verbindungsmittel in den Verband aus Boden, Deckel und Mantel einbezogen ist.1.) Burst protection arrangement for essentially cylindrically shaped Steam generator, preferably from pressurized water nuclear power plants, with a burst protection cover surrounding the steam generator with a base, lid and jacket made of tensile and pressure-resistant Material, in particular steel, with the base, cover and jacket connected to one another by means of axially loadable connecting means are connected and the jacket consists of cylinder sections, characterized in that the cover consists of an inside arched, split spherical shell and an undivided support ring consists in that the spherical shell is a separate component with its outer edge surface is supported on an inner ring surface of the support ring and that the support ring by means of the axially loadable Lanyard is included in the association of bottom, lid and jacket. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugelschale in zwei Schalenhälften geteilt ist.2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the spherical shell is divided into two shell halves. 3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, für einen Dampferzeuger, bei dem die Frischdampf-Rohrleitung zentral aus seiner Gehäusedeckfläche herausgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilfugen der Kugelschale durch die Rohrleitungsachse gelegt sind und die Kugelschalenteile die Rohrleitung mit sektorförmigen Aussparungen ihres Innenumfanges umgreifen. 3. Arrangement according to claim 1 or 2, for a steam generator, in which the live steam pipeline centrally from its housing cover surface is led out, characterized in that the parting joints of the spherical shell through the pipe axis are placed and the spherical shell parts encompass the pipeline with sector-shaped recesses of its inner circumference. 4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützring aus einem Innenringteil besteht, der zur Aufnahme der Vertikalkomponente der Deckelkraft und zur Einleitung dieser Kraft in den Verband aus Boden, Deckel und Mantel dient, sowie aus einem Außenringteil, welcher zur Aufnahme der radialen Komponente der Deekelkraft (Sprengkraft) dient und mehrlagig ausgebildet ist.4. Arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the support ring consists of an inner ring part which is used to accommodate the vertical component of the lid force and to initiate this force in the association of the bottom, cover and jacket is used, as well as from an outer ring part, which for The radial component of the Deekelkraft (explosive force) is used and is multi-layered. 5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß5. Arrangement according to claim 4, characterized in that der Außenringteil durch eine auf den Außenumfang des Innenringteils aufgebrachte Blechwicklung gebildet ist«the outer ring part by one on the outer circumference of the inner ring part applied sheet metal winding is formed " 709813/0219709813/0219 b - Vr - b - Vr - 6. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenringteil durch Schrumpfringegebildet ist, welche auf den Außenumfang des Innenringteils aufgebracht sind.6. Arrangement according to claim 4, characterized in that the outer ring part is formed by shrink rings which are applied to the outer circumference of the inner ring part. 7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die axial belastbaren Verbindungsmittel in an sich bekannter Weise durch Axialspannelemente in Form von Zugankern oder Spannkabeln gebildet sind, welche über den Umfang des Mantels verteilt und am Deckel sowie am Boden verankert sind.7. Arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized in that that the axially loadable connecting means in a manner known per se by axial tensioning elements in the form of tie rods or tension cables are formed, which are distributed over the circumference of the jacket and anchored on the cover and on the floor are. 8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die axial belastbaren Verbindungsmittel von Rundschweißnähten gebildet sind, mittels welcher die Zylinderschüsse des Mantels untereinander sowie der obere Endrohrschuß mit dem Stützring des Deckels verschweißt sind.8. Arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized in that that the axially loadable connecting means are formed by circular welds, by means of which the cylinder sections of the jacket and the upper end pipe section are welded to the support ring of the cover. 9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalenteile des Deckels mittels eines Scherringes am Stützring abgestützt gehalten sind, wobei der Scherring in einer Ringnut am Innenumfang des Stützringes sitzt und die Schalenteile mit einer planen achsnormalen Ringzone an der überstehenden Scherring-Gegenfläche anliegen.9. Arrangement according to claim 8, characterized in that the shell parts of the lid by means of a shear ring on the support ring are held supported, the shear ring sitting in an annular groove on the inner circumference of the support ring and the shell parts with a flat, axially normal ring zone, rest against the protruding shear ring counter surface. 10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Scherring in einer bei der Wickel-Kopfhalterung von Turbogeneratoren an sich bekannten Weise als offener zwecks Einfügens in seinem Durchmesser verkleinerbarer Ring ausgeführt ist, wobei der Ring durch Lösen eines Spannwerkzeuges auffedert und in die Ringnut einspreizbar ist.10. The arrangement according to claim 9, characterized in that the shear ring is designed in a manner known per se in the winding head holder of turbo-generators as an open ring which can be reduced in diameter for the purpose of insertion, the ring springing open by loosening a clamping tool and into the annular groove is spreadable. 11. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß auch der untere Endrohrschuß des Mantels mit dem Boden durch Schweißung verbunden ist.11. The arrangement according to claim 8, characterized in that the lower end pipe section of the jacket with the bottom through Weld is connected. 709813/0219709813/0219 12. Anordnung nach, einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenringteil in verrippter Schweißkonstruktion ausgeführt ist und hierzu einen stirnseitigen Flachringkörper aufweist, an dem die Axialspannelemente verankert sind, ferner einen Kranz axial-radial verlaufender Stützrippen, die in den ümfangszwischenräumen zwischen den Verankerungsstellen der Axialspannelemente angeordnet sind, und schließlich mit den Rippen verbundene Anlageringteile, welche an seinem Innenumfang zur Anlage der Kugelschale und an seinem Außenumfang zur Anlage des Außenringteiles vorgesehen sind.12. Arrangement according to one of claims 4 to 6, characterized in that that the inner ring part is made of a ribbed welded construction and for this purpose an end face Has flat ring body, on which the axial clamping elements are anchored, furthermore a ring extending axially-radially Support ribs in the circumferential spaces between the anchoring points of the axial tensioning elements are arranged, and finally bearing ring parts connected to the ribs, which on its inner circumference for contact with the spherical shell and on its outer circumference for contact with the outer ring part are provided. 13. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 Ms 12, wobei zwischen der äußeren Berstschutzhülle und dem Dampferzeuger eine den Dampferzeuger im Mantelbereich umhüllende Zwischenschicht aus druckfestem, wärmeisolierendem Material, vorzugsweise in Form von Isolierbetonsegmenten, vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht auch den Deekerbereieh überdeckt.13. Arrangement according to one of claims 1 Ms 12, wherein between the outer burst protection cover and the steam generator an intermediate layer enveloping the steam generator in the jacket area made of pressure-resistant, heat-insulating material, preferably in the form of insulating concrete segments is, characterized in that the intermediate layer also covers the Deekerbereieh. 709813/0219709813/0219
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